JP2019173291A - 耐震壁 - Google Patents

Abstract

【課題】建造物に必要充分な耐力を供給するとともに、通路等の開口を任意に設置することを可能とした、デザイン性に優れたフレキシブルな耐震壁を提供する。【解決手段】相互に連結可能な複数の耐震モジュール１００を連結接合したモジュール連結体１０からなり、耐震モジュールは、方形からなる板体と、格子状リブと、板体の各縁部に垂設される格子状リブと同高からなるモジュール端部リブと、からなり、モジュール端部リブは、耐震モジュール同士の連結接合部以外においては格子状リブと同幅に形成されるとともに、耐震モジュール同士の連結接合部においては格子状リブより薄幅で形成されており、モジュール連結体は、耐震モジュール同士の連結接合部においてモジュール端部リブ同士を接合することによりモジュール接合部を形成するとともに、該モジュール接合部の厚みを格子状リブの厚みと同幅とした。【選択図】図１

Description

本発明は、建造物内に設置する耐震壁に関し、特に、建造物に必要な耐力を供給するとともに、躯体の状況に応じて通路等の開口を任意に設置することを可能とした、新築または既存の建築物、およびコンクリート建造物、鉄筋コンクリート建造物、鉄骨建造物または肉厚床壁構造建造物等の何れにも設置可能な、デザイン性に優れた耐震壁に関する。

従来より、地震の揺れ等から建造物を保護するため、建造物に対する水平荷重に抵抗して強度を増すための耐震壁（耐力壁）が数多く開発され、利用されている。耐震壁（耐力壁）とは、建造物に対する外圧であって特に水平方向に係る圧力に有効であり建造物が倒壊等することを防ぐための構造物である。

近年、地震が頻発しており、巨大地震が発生する可能性が指摘される中、既存の建造物や、今後新たに建築する建造物の耐震性を補強し確保する必要性が提唱されており、新築、既存の建造物を問わず、容易かつ確実に設置可能な耐震壁（耐力壁）の開発が行われている。

このような耐震壁（耐力壁）に関する技術として、特開２００２−７０２１３号公報では、建物の耐震性能を向上させるとともに美観上も優れた耐震補強壁として、柱と梁で囲まれた架構面に配置される耐震補強壁が、架構面に固定された鋼板と、縦横方向に整列して鋼板に形成された開口部とで構成されており、開口部の開口率を所定値以上とすることで、鋼板の残り部分が、せん断破壊する前に曲げ破壊する構造が開示されている。この構成とすることにより、地震等により架構に水平力が作用したとき、耐震補強壁が曲げ破壊を起こし、補強耐力を保持したまま変形するため、構造物に作用する振動エネルギーを吸収する旨が示唆されている。

この技術によれば、確かに、水平方向への圧力を吸収する耐震構造を構成する事が可能となるが、設置する建造物に応じてその都度耐震補強壁をゼロから設計する必要がある他、既存の建造物に付加設置する上で部材の搬入が困難という問題点があった。

また、特開２０１１−２１４２７８号公報では、柱部と壁部からなる壁柱が、市松状に配置されて、上の壁柱の両端部下面が下の壁柱の両端部上面に接合されるとともに、壁柱の両端部で柱が通った通し柱構造が開示されている。この構造とすることにより、高度に省力化して工期短縮を図り、建築コストを低減化するとともに、室内に柱型、梁型のない内部空間を形成することが可能となる旨が開示されている。

確かにこの技術によれば、工期の短縮を図るとともに建築コストを下げる事が可能となると考えられるが、既存の建造物に設置するために別途接続用の部材を装備構築する必要があると考えられる事や、強力な耐震強度を得るには不十分という問題点があった。

耐震壁をあらゆる建造物に設置するためには、高レベルでの可搬性、強度、デザインの柔軟性等が要求される他、設置後の美しさが要求されるため、上記のような問題点を解消した、フレキシブルに利用することが可能な耐震壁の開発が待たれていた。
特開２００２−７０２１３号公報 特開２０１１−２１４２７８号公報

本発明は上記問題を解決するために、建造物内に補強設置する耐震壁であって、特に、建造物に必要充分な耐力を供給するとともに、通路等の開口を任意に設置することを可能とした、新築または既存の建築物、およびコンクリート建造物、鉄筋コンクリート建造物、鉄骨建造物または肉厚床壁構造建造物等の何れにも設置可能な、デザイン性に優れたフレキシブルな耐震壁を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る耐震壁は、既存または新築の建造物の耐震強度を補強確保するために建造物内に分割搬入して組立て設置する構成の耐震壁であって、前記耐震壁は、設置する建造物の所望する位置に任意の接合方法で設置可能とするため、相互に連結可能な複数の耐震モジュールを縦方向および／または横方向に連結接合したモジュール連結体からなるとともに、前記耐震モジュールは、モジュール本体を形成する方形からなる板体と、該板体の両面に垂設される格子状リブと、前記方形からなる板体の各縁部に前記格子状リブと一体となるように垂設される前記格子状リブと同高からなるモジュール端部リブと、からなり、前記モジュール端部リブは、前記耐震モジュール同士の連結接合部以外においては前記格子状リブと同幅に形成されるとともに、前記耐震モジュール同士の連結接合部においては前記格子状リブより薄幅で形成されており、前記モジュール連結体は、前記耐震モジュール同士の連結接合部においてモジュール端部リブ同士を接合することによりモジュール接合部を形成するとともに、該モジュール接合部の厚みを、前記格子状リブの厚みと同幅とした構成である。

前記耐震モジュールは異なる形状の躯体に適合する任意の形状からなるとともに、耐震壁に出入口となる開口部を設けるため、前記モジュール連結体の一部に開口を設けるように耐震モジュールを連結する構成である。

また、前記モジュール接合部は、前記連結接合部において対向する一対のモジュール端部リブと、該対向するモジュール端部リブによって挟持される一対の平行な棒状角材と、からなり、前記一対の棒状角材は、前記モジュール端部リブのそれぞれ両端近傍に配置されるとともに、対向する一対のモジュール端部リブの間に一本の溝を形成するように前記一対のモジュール端部リブによって挟持固定され、前記棒状角材と前記モジュール端部リブとで形成された溝には、溶加材が溶接されることにより、モジュール接合部が形成される構成である。
また、前記耐震モジュールは、前記板体中の格子状リブで包囲された箇所に耐震壁の窓を形成する窓枠用開口を穿設した構成である。

また、前記耐震壁は、前記モジュール連結体の外周の建造物と接合する各辺端面に複数のスタッドボルトを垂直に突設し、建造物の設置個所に前記スタッドボルト分の空隙を設けて設置されるとともに、該空隙に前記スタッドボルトを埋没するように無収縮モルタルを注入して硬化させることにより前記耐震壁を建造物に固定する構成である。
更に、前記耐震壁は、前記モジュール連結体の外周を建造物に溶接またはエポキシ樹脂によって接着することにより、建造物に固定する構成である。

本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果を奏する。
１．耐震モジュールを連結接合したモジュール連結体からなる構成としたため、耐震壁の形状を任意とすることが可能になり、建造物に、任意の位置および接合方法により設置することが可能となるとともに、建造物内に分割搬入する事か可能となる。また、モジュール端部リブ同士を接合したモジュール接合部と格子状リブの厚みを同幅としたため、耐震モジュールの接合箇所を識別することが不可能となり、継ぎ目のない一体的なモジュール連結体を形成する事が可能となり、デザイン性に優れた耐震壁を提供することが可能となる。
２．モジュール連結体の一部に開口を設けるように耐震モジュールを連結することが出来る構造であるため、耐震壁の任意の位置に出入口を設置することが可能となる。

３．モジュール接合部を、一対のモジュール端部リブで棒状角材を挟持固定した上で溶接する構成としたため、モジュール同士を強固に接合することが可能となるとともに、仕上がりにおいて接合箇所の識別が困難となり、デザイン性に優れた耐震壁を構成する事が可能となる。
４．板体中の格子状リブで包囲された箇所に窓枠用開口を設ける構成としたため、耐震壁に窓を形成することが可能となる。

５．モジュール連結体の側面にスタッドボルトを突設する構成とすることにより、建造物との間に無収縮モルタルを流し込んで固定することが可能となり、確実に耐震壁と建造物を接合することが可能となる。
６．モジュール連結体の外周を建造物に溶接またはエポキシ樹脂によって接着する構成としたため、強力に耐震壁と建造物を接合することが可能となり、あらゆる形状の建造物に耐震壁を設置することが可能となる。

以下、本発明に係る耐震壁を、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る耐震壁の正面図であり、図２は、耐震モジュールの正面図である。図３は、モジュール接合部の正面図であり、図４は、モジュール接合部の接合箇所の断面図である。

本発明の耐震壁１は、図１に示すように、複数の耐震モジュール１００を連結接合したモジュール連結体１０からなり、既存または新築の建造物ｂ内に分割搬入して組立て設置する事を可能とした耐震壁である。本発明に係る耐震壁１により、建造物ｂ内に容易に搬入可能であるとともに、耐震壁１を建造物ｂ内で組立て設置が可能となり、既存または新築の建造物ｂの耐震強度を補強確保することが可能となる。

モジュール連結体１０は、単一の耐震モジュール１００または複数の耐震モジュール１００を縦方向および／または横方向に連結接合した連結体である。耐震モジュール１００は、相互に連結可能な構成となっており、これを単一または、複数連結して建造物ｂに設置する。この構成とすることにより、モジュール連結体１０からなる耐震壁１を、建造物ｂの所望する位置に任意の大きさ・形状、かつ、任意の接合方法で設置することが可能となる。また、モジュールに分割するため、狭い入り口や通路であってもモジュールごとに容易に搬入することが可能となるとともに、建造物ｂの敷地、形状、施工状況に応じた搬入計画を臨機応変に立てることが可能となる。

耐震モジュール１００は、図２に示すように、板体１１０と、格子状リブ１２０と、モジュール端部リブ１３０とからなる。板体１１０は、耐震モジュール１００の本体を形成する方形からなる部材であり、本実施例では、鋼板が用いられている。また、板体は、１９ｍｍの厚みからなる構成であるが、この厚みに限定されることはなく、所望する強度および設置可能な重量より適宜計算して所望の厚みを設定することが可能である。

格子状リブ１２０は、耐震モジュール１００の強度を補強するための部材であり、板体１１０の両面に垂設されている。格子状リブ１２０は、縦横方向にそれぞれ設けられるため、耐震モジュール１００の縒れや曲げに対する剛性を増加させ、板体１１０を薄く構成することを可能とする役割を果たす。格子状リブ１２０は、本実施例では１９ｍｍの厚みからなる構成であるが、この厚みに限定されることはなく、例えば、３０ｍｍ〜４０ｍｍなど、所望する強度および設置可能な重量より適宜計算して設定することが可能である。また、格子状リブ１２０は、本実施例では鋼製からなるが、充分な強度がある材質であれば素材を適宜選択して使用することが可能である。

なお、格子状リブ１２０の形状は、格子形状のほか、ダイヤ型形状、Ｖ字型形状等、必要耐力に応じて適宜選択して使用する事が可能である。

モジュール端部リブ１３０は、方形からなる板体の各縁部に設けられる部材であり、板体１１０の両面に垂設される。モジュール端部リブ１３０は、格子状リブ１２０と一体となるように垂設されるとともに、格子状リブ１２０と同高からなる構成であり、耐震モジュール１００の強度を補強するとともに、耐震モジュール１００同士を接続する際に使用する。

モジュール端部リブ１３０の板体１１０と垂直となる面の幅は、本実施例では１００ｍｍとなっているが、これに限定されることはなく、要求される耐震壁１の厚みや強度に応じて適宜変更することはもちろん可能である。

モジュール端部リブ１３０は、図３に示すように、耐震モジュール１００同士を連結する連結接合部１０２以外においては、格子状リブ１２０と同幅に形成される。また、耐震モジュール１００同士の連結接合部１０２においては、格子状リブ１２０より薄幅で形成された構成である。本実施例では、モジュール端部リブ１３０は、６ｍｍの厚みからなる構成であるが、この厚みに限定されることはなく、格子状リブ１２０の厚みに合わせて適宜厚みを設定することが可能である。

モジュール連結体１０には、モジュール接合部２０が形成されている。モジュール接合部２０は、複数の耐震モジュール１００同士を相互に連結する連結接合部１０２同士を接合することで形成される。接合は、後述するように、棒状角材２２を介して溶接することによって行われる構成である。

上記モジュール接合部２０の厚みは、格子状リブ１２０の厚みと同幅とした構成となっている。この構成とすることにより、モジュール連結体１０を正面から観た際に、全て同幅（本実施例では１９ｍｍ巾）の縦横のリブが設置されているように見え、耐震モジュール１００の接合箇所がどこであるかを識別することが不可能となるため、継ぎ目のない一体的なモジュール連結体１０を構成する事が可能となり、デザイン性に優れた耐震壁１を提供することが可能となった。

耐震モジュール１００は、本実施例では、各々任意の形状からなる構成である。この構成とすることにより、あらゆる形状の耐震壁１を構成する事が可能となる。また、図１に示すように、モジュール連結体１０の一部に開口を設けるように耐震モジュール１００を連結する事が可能となる。これにより、耐震壁１に出入口となる開口部３０を設ける事が可能となる。

モジュール接合部２０は、図３に示すように、連結接合部１０２において対向する一対のモジュール端部リブ１３０と、図３および図４に示すように、平行に設置される一対の棒状角材２２と、からなる構成である。一対の棒状角材２２は、板体１１０と平行となるように、対向するモジュール端部リブ１３０によって挟持される。棒状角材２２は、本実施例では、鋼鉄製からなるがこれに限定されることはない。

一対の棒状角材２２は、詳しくは、図４に示すように、それぞれモジュール端部リブ１３０の両端近傍に平行となるように配置された上で、対向するモジュール端部リブ１３０によって挟持される。この際、対向する一対のモジュール端部リブ１３０の間に、一本の溝２４を形成するように挟持固定される構成である。更に、棒状角材２２とモジュール端部リブ１３０とで形成された溝２４には、溶加材２６が溶接される。これにより、対向するモジュール端部リブ１３０が棒状角材２２を介して溶接されて、モジュール接合部２０が形成される構成である。

この構成とすることにより、耐震モジュール１００同士を強固に溶接接合することが可能となった。また、溶接接合したモジュール接合部２０は、その幅が格子状リブ１２０と同幅となっているため、接合箇所の識別が困難となり、デザイン性に優れた耐震壁を構成する事が可能となった。

本実施例では、格子状リブ１２０が１９ｍｍ巾で、モジュール端部リブ１３０が６ｍｍ巾となっている。また、棒状角材２２が７ｍｍ巾となっているため、モジュール接合部２０は１９ｍｍ巾となり、格子状リブ１２０と同幅になっている。なお、これらの幅はこの数値に限定されることはなく、格子状リブ１２０とモジュール接合部２０の巾がそれぞれ同幅となるように幅を設定することが可能である。なお、上記モジュール接合部２０の溶接部分は、溶接処理後に研磨等によって面一に形成することが望ましい。

耐震モジュール１００は、図１に示すように、窓枠用開口１４０を設置することが可能である。窓枠用開口１４０は、板体１１０中の格子状リブ１２０で包囲された箇所に穿設される耐震壁１の窓を形成する開口である。これにより、耐震壁１の任意の箇所に窓を形成することが可能となる。

なお、窓枠用開口１４０は、四角形などあらゆる形状を選択して穿設することが可能である。また、窓枠用開口１４０にガラス（図示せず）を設置することにより、層間変形角１／１００〜１／５０における架構の終局耐力時において、耐力の低下を抑制するという効果を得られる。ガラスの設置においては、エンジニアリングプラスチックなどの緩衝材（図示せず）を設ける事で、板体１１０と直接接触しない構成とするのが望ましい。

耐震壁１は、図１に示すように、周囲に複数のスタッドボルト４０を突設した構成とすることが可能である。スタッドボルト４０は、モジュール連結体１０の外周であって、建造物ｂと接合する各辺端面にそれぞれ垂直に突設される。また、建造物ｂ中の耐震壁１の設置個所には、スタッドボルト４０の長さ分の空隙が設けられた上で、耐震壁１が配置される。その後、スタッドボルト４０の長さ分の空隙内に各スタッドボルト４０を埋没するように、無収縮モルタルを注入して硬化させることにより耐震壁１を建造物ｂに固定する構成である。

この固定方法は、コンクリート建造物、鉄筋コンクリート建造物への設置に用いる事が可能である。この構成とすることにより、建造物ｂと耐震壁１との間に無収縮モルタルを流し込んで固化させて耐震壁１を固定設置することが可能となり、確実かつ堅固に耐震壁１と建造物ｂを接合することが可能となる。

また、耐震壁１は、建造物ｂ中の設置個所に配置後に、モジュール連結体１０の外周を建造物ｂに溶接またはエポキシ樹脂を固化することによって接着することにより、建造物ｂに固定する構成とすることも可能である。

鉄骨建造物の場合は、溶接によって建造物ｂに耐震壁１を固定することが可能であり、コンクリート建造物、鉄筋コンクリート建造物の場合は、エポキシ樹脂を固化させて固定される方法が有効である。

この構成とすることにより、強力に耐震壁１と建造物ｂとを接合することが可能となる。すなわち、耐震壁１と建造物ｂとの接合方法として、上記各方法を選択することが可能となるため、あらゆる構造の躯体からなる建造物ｂに本発明に係る耐震壁１を設置することが可能となった。

本発明に係る耐震壁の正面図 耐震モジュールの正面図 モジュール接合部の正面図 モジュール接合部の接合箇所の断面図

ｂ 建造物
１ 耐震壁
１０ モジュール連結体
２０ モジュール接合部
２２ 棒状角材
２４ 溝
２６ 溶加材
３０ 開口部
４０ スタッドボルト
１００ 耐震モジュール
１０２ 連結接合部
１１０ 板体
１２０ 格子状リブ
１３０ モジュール端部リブ
１４０ 窓枠用開口

Claims (6)

1. 既存または新築の建造物(b)の耐震強度を補強確保するために建造物内に分割搬入して組立て設置する構成の耐震壁(1)において、
   前記耐震壁(1)は、設置する建造物(b)の所望する位置に任意の接合方法で設置可能とするため、相互に連結可能な複数の耐震モジュール(100)を縦方向および／または横方向に連結接合したモジュール連結体(10)からなるとともに、
   前記耐震モジュール(100)は、モジュール本体を形成する方形からなる板体(110)と、該板体の両面に垂設される格子状リブ(120)と、前記方形からなる板体の各縁部に前記格子状リブ(120)と一体となるように垂設される前記格子状リブと同高からなるモジュール端部リブ(130)と、からなり、
   前記モジュール端部リブ(130)は、前記耐震モジュール(100)同士の連結接合部(102)以外においては前記格子状リブと同幅に形成されるとともに、前記耐震モジュール同士の連結接合部(102)においては前記格子状リブより薄幅で形成されており、
   前記モジュール連結体(10)は、前記耐震モジュール(100)同士の連結接合部(102)においてモジュール端部リブ(130)同士を接合することによりモジュール接合部(20)を形成するとともに、該モジュール接合部(20)の厚みを、前記格子状リブ(120)の厚みと同幅としたことを特徴とする耐震壁。
2. 前記耐震モジュール(100)は異なる形状の躯体に適合する任意の形状からなるとともに、耐震壁に出入口となる開口部(30)を設けるため、前記モジュール連結体(10)の一部に開口を設けるように耐震モジュール(100)を連結することを特徴とする請求項１記載の耐震壁。
3. 前記モジュール接合部(20)は、前記連結接合部(102)において対向する一対のモジュール端部リブ(130)と、該対向するモジュール端部リブによって挟持される一対の平行な棒状角材(22)と、からなり、
   前記一対の棒状角材(22)は、前記モジュール端部リブ(130)のそれぞれ両端近傍に配置されるとともに、対向する一対のモジュール端部リブ(130)の間に一本の溝(24)を形成するように前記一対のモジュール端部リブ(130)によって挟持固定され、
   前記棒状角材(22)と前記モジュール端部リブ(130)とで形成された溝(24)には、溶加材(26)が溶接されることにより、モジュール接合部(20)が形成されることを特徴とする請求項１記載の耐震壁。
4. 前記耐震モジュール(100)は、前記板体(110)中の格子状リブ(120)で包囲された箇所に耐震壁(1)の窓を形成する窓枠用開口(140)を穿設したことを特徴とする請求項１記載の耐震壁。
5. 前記耐震壁(1)は、前記モジュール連結体(10)の外周の建造物と接合する各辺端面に複数のスタッドボルト(40)を垂直に突設し、
   建造物の設置個所に前記スタッドボルト分の空隙を設けて設置されるとともに、該空隙に前記スタッドボルトを埋没するように無収縮モルタルを注入して硬化させることにより前記耐震壁を建造物に固定することを特徴とする請求項１記載の耐震壁。
6. 前記耐震壁(1)は、前記モジュール連結体(10)の外周を建造物に溶接またはエポキシ樹脂によって接着することにより、建造物に固定することを特徴とする請求項１記載の耐震壁。

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